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空间引力波干涉仪将探测到多少河外恒星级双黑洞?

高能天体物理现象 2022-06-22 v1 广义相对论与量子宇宙学

摘要

基于GWTC-3,我们讨论了空间引力波干涉仪对河外双黑洞(BBHs)的探测前景。特别地,针对组分质量约5-100MM_\odot的BBHs,我们直接纳入了高显著度探测到的62个BBHs的啁啾质量分布。我们发现,由于共动并合率与啁啾质量加权平均的降低,预期探测数量普遍远小于同一批作者在GW150914报道后即刻所得结果。对于LISA,总BBH探测数估计为Ntot2(T/4yr)3/2(ρthr/10)3N_{\rm tot}\sim 2 (T/4{\rm yr})^{3/2}(\rho_{\rm thr}/10)^{-3},以近单色BBHs为主(ρthr\rho_{\rm thr}:探测阈值,TT:观测周期)。天琴(TianQin)的总探测数NtotN_{\rm tot}与LISA相近。同时,天琴有潜力发现Nmer0.6(T/4yr)7/4(ρthr/10)3N_{\rm mer}\sim0.6 (T/4{\rm yr})^{7/4}(\rho_{\rm thr}/10)^{-3}个在观测期内并合的BBHs。由于最优波段差异,该并合BBH数量比LISA多4-5倍。我们还研究了多探测器联合观测的前景,发现同期观测比顺序观测更具优势。

关键词

引用

@article{arxiv.2201.02766,
  title  = {How many extra-Galactic stellar-mass binary black holes will be detected by space gravitational-wave interferometers?},
  author = {Naoki Seto and Koutarou Kyutoku},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2201.02766},
  year   = {2022}
}

备注

8 pages, 8 figures